挖掘机行走换向阀控制马达系统仿真研究
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＝ —
Ｑ Ｖ＋ ｓ ｍ（ ＋ Ｐ ＝０告 ｃ－
＝ Ｐ ．＝（ ｓ ＋Ｂｓ ） Ｌ ＋Ｋ Ｏ＋
图。
（ ８ ）
（） ９
根据式 （） （ ） （）可以得 出如 图 ２ ７ 、８ 和 ９ 态仿 真 结果
利用 Ｓ ｕｉ 对液压系统进行动态仿真还可以考察 ｉ ｌｋ ｍ ｎ
ａｍ ｊｒａｔｒ ，ｌｒｓｌ ｏ ａ ｕｉｇ ｉｕｉｋｓ ｕａ ｏ ｙｒｕｉ ｓｓ ｍ ｉｔ ｕ ｙｔ ｙ ａ ｉ ｃａａｔｒ ｔｓ ｆｈ ｆ ｃｖ ａ ｃ ．ｎｅ ｅｕｔ ｓ ｗｔ ｔ ｓ ｍ ｌ ｍ ｔｎｏｈ ｄａｌ ｔ ｓ ｄ ｅｄｎ ｍｃ ｈｒｃ ｉｉ ｅｅ ｅｔ ｅ ｏｆ ｏ ｓ ｈ ｈ ｎ ｓ ｎ ｉｌ ｉ ｆ ｃｙ ｅ ｓｏ ｔ ｈ ｅｓｃｏｔ ｆ ｉ
图２ 马 达 液 压 系统 方 框 图
系统参数对其动态特性的影响 ， 为液压系统设计提供参考 依据 ， 在表 １ 的基础上 ， 改变换 向阀流量增益系数后 的动 态仿真结果如图 ５ 所示 ， 从图 ５中可以看出系统稳定后达 到的转矩随着换向阀流量系数的增大而增大 ， 但换向时的
一 ● Ｉ
式 中： 液压马达的内泄漏系数 ； Ｃ一 。 。 ２ 液压马达进油腔和 回油腔体积 ； 、一 Ｖ
Ｃ （ 一 一 液 压 马达 进 油 腔 泄入 回油 腔 的泄 漏 Ｐ Ｐ） 量；
一
（ ） 的线性 化 流 １阀
量 方程
油液体积弹性 系数 ；
一 液压马达进油腔和 回油腔的泄漏量 ； 液压马达理论排量；
设置输出 名义茏囊
ｌ 雨 丽 舻Ｔ 丽＿ 蕊＿ 舻ｚ 丽 丽 ｔ＇ ＤｍＩ． ９ Ｉ 粥９ Ｏ ｉ ９９ 神． ２ ５
＿
一
而 丽 ＿ 矿 可 丽唧 面＿ Ｆ 百 矿 矿 Ｉ ．０ Ｉ ２０ ｌ００ ｌ００ － ２０ ｏ ０ ｏ ０ ｏ ０ ｏ ． ． ．
Ｃｐ、 ，。
一
阀的输出流量方程 ：
Ｑ ｌ＝ｋ ｑ ｘ—ｋ １ ｃ ｐ （） １
图１ 挖 掘机行走换向阀模型
Ｕ 一 液压马达进 回油腔的初始体积； ０ ２ Ｕ 液压马达进回油腔总体积。 ｔ 一
由式 （） ２ 和式（ ）在液压马达进油和 回油两腔初始 ３，
式 中： 一 阀的流量系数 ；
Ｔｈ ｉ ｌ ｔ ｎ ｏ ｃ ｖ ｔ ｒＷ ａｋｎｇ ｔ ｅ Ｄｉｅ ｔｏ ａ ｎ ｒ ｌＶ ｖ ｎ ｒ ｌＭ ｏ ｏ ｅ Ｓ ｍｕ ａｉ ｆＥｘ ａ ａｏ ｌ ｉ ｈ ｒ ｃｉｎ ｌＣｏ ｔ ｏ ｏ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｔｒ
ＸＩ ＡＯ ｎ ｏ ， ｎ， ＯＮＧ ａ ｙ ｎ Ｂｉ ｙ ｕ ＨＵ Ｙｕ ＸＩ Ｘｉｏ ｏ ｇ
・
３ ・ ３
挖掘机行走换 向阀控 制马达 系统仿真研 究
肖斌有 ， 胡赞， 熊小勇
（ 贵州大学 机械工程学院 ， 州 贵阳 ５００） 贵 ５０３
摘要 ： 本文以挖掘机行走换向阀控制马达为例建立液压系统的动态模型， 给出了仿真参数 ， 通过仿真讨论 了影响该 系 统动 态系统特性的主要 因素 结果表明， 利用Ｓ ｎｉ 对液压系统进行仿真是研究其动态特性的有效途径。 ｉｌｋ ｎｌ ｎ 关键词： 挖掘机 Ｓ ｕｎ ￣ ｉ ｌｋ ｍｉ 动 态特性 液压系统 中图分类号ｉ ６ 文献标识码： 文章编号： ０ － ８６２ ｌ）４ ＯＢ － ３ ￣５２ Ｂ ｌ ６８ （ｏ１０ 一 ０３ ０ 。 ０ ＿
流 口形状以及换 向的平稳性 。
［］ ２ 蔡廷 文． 压 系统现 代 建模 方法 ［ ． 液 Ｍ］北京 ： 国标 准 出版 社 ， 中
２Ｏ Ｏ２
［］ 长耿 ， 良． ３卢 李金 液压控制 系统 的分 析与设计 ［ ． 京： Ｍ］北 煤炭工
业 出版 社 ． ０ ２ １ ０
４ 结论
从对液压系统进行 动态仿 真的结果 可以看出， 利用 Ｓｍ ｌ ｋ ｉｕｉ 仿真的方法是研究液压系统 动态特性 的有效途 ｎ 径， 具有直观和准确 的优 点。Ｓ ｕｉ ｉ ｌ ｋ仿真的基本步骤 ： ｍ ｎ
ｐ一 液压马达进油腔压力 ； ｋ、 一 阀的流量增益和流量压力系数 ； ｋ ｃ Ｑ一 换向阀通过进出节流口的流量 。
液压系统的动态仿真对改进液压 系统 的设计 ， 提高
液压系统的可靠性有重要的意义 ， 由于液压动力机构是动 态元件 ， 其动态特 ｌ在很大程度上决定着整个液压系统的 生
＝
＋Ｂ
ｄ Ｏ
ｅ
＋ ＋
（） ６
式中： 负载和液压马达内部的总阻尼系数 ； Ｂ一
一
弹 簧负载 刚 度 ：
一
液压马达和负载折算到马达轴上的总惯量 ；
一
负载转矩。
ＫＰ （） ７
图３ 液压马达 系统动 态特性仿真模型 图
式（ ）式（ ） １ 、 ５ 和式（ ） ６ 拉式变换得 ：
ｗａ ｙ－
Ｋｅ ｒ ｓ ｓｃ ｖ ｔｒ ｉ ｌ ｋ ｓ ｌｔ ｎ；ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒｃｅｉ ｉｓ ｙ ｒｕｉ ｙ ｔｍ ｙ ｗｏ ｄ ：ｘ ａ ａｏ ；ｓｍｕｉ ｉ ａｉ ｎ ｍｕ ｏ ｙ ａ ｃｃ ａａ ｔｒ ｔ ；ｈ ｄ ａ ｌ ｓｓｅ ｓｃ ｃ
一
０ 引言
’
阀芯位移量 ；
条件相等的情况下 ， 可求得马达的连续流量方程为 ：
・
３ ４・
Ｑ Ｏ （ｐ 丝 ｐｐ ３ 真果 ｄ去 ｌ ｄ＋（ ： ＝ ＋ ｄ一 ｔ ） ／ 一一 仿结 １
一 ＋
： ｐ一２ （。 Ｐ ）
（） ４
建立仿真模型后就可以开始对液压系统进行动态仿 真。在 Ｓ ｕ ｎ 软件界面上选择 Ｓ ｕ ｔｎ的开始按钮 ， ｉ ｌｋ ｍ ｉ ｉ ｌｉ ｍ ａｏ
２ 仿真模 型
Ｓ ｕｎ ｉ ｌ ｋ提供了友好的图形用户界面（ Ｕ ）模 型由 ｍ ｉ Ｇ Ｉ，
模块组成 的框图来表示 ， 用户建立模型通过简单的单击和 拖动鼠标 的动作来完成 。Ｓｍ ｌ ｋ的模块库为用户提供 ｉｕ ｎ ｉ
一 ｈｉｌ ＝ ３
＼ ｌ
。 。 … … …
ｊ
广＝下＝ ＝ ＝ ＝ 厂＝ ； 厂＝ｆ： ；＝ Ｉ—・ Ｉ 一
［］张方瑞 ， ２ 于鹰宇 ． ＧＮ ２高级 实例教程［ ． Ｕ Ｘ Ｍ］ 北京 ： 工业 出 电子
版 社 ，Ｏ ５ ２Ｏ ・
＿ｉ ｒ 丽雨ｒ 丽面 Ｄ 而
Ｉ 蕊ｒ
ｉ
丽一
而 ～ 丽 一 广 ：Ｆ：＝ ；＝
荡， 大约经过 １８ 系统才能完全稳定 ， ．Ｓ 稳定后马达的输出
转矩为 ６× ０Ｎ・ Ｉ １３ １。从这个动态仿真结果 中可以看出系 Ｔ
统动态特ｌ 生的优劣 ， 如还不满足设计要求 ， 则可以改进系 统设计 ， 直到满足设计要求为止。
液压马达的动态力矩平衡方程为：
ｄ０ ２
＝
。
Ａｂ ｔａ ｔ ａ ｉｇｅ ｃ ｖ ｔｒｄｒｃｉｎ ｌｃ ｎｒｌｖｌｅｃｎｒｌ ｔｒｗ ｋ ｆｒｅ ａ ｌ ｓａ ｌ ｈｎ ｙ ｒｕｉ ｙ ｔｍ ｙ ａ ｃｍｏ ｅ ， ｓｒ ｃ ：Ｔ ｋｎ ｘ ａ ａｏ ｉｅｔ ａ ｏ ｔｏ ａｖ ｏ ｔ ｏ ａ ｘ ｍｐｅｅｔｂｉ ｉｇｈ ｄａ ｌ ｓｓｅ ｄ ｎ ｍｉ ｄ ｌ ｏ ｏ ｍｏ ｌ ｏ ｓ ｃ
就可以得到图 ３ 所示仿真模型的结果 ， 如图４所示 ， 图 从
由于 ｐ ，＝
ｐ ：＝
故方程可简化为 ： Ｑ ｄ ，ｄ ｌ １＝ Ｏ＋ ｖ ｐ ＋ｃ ｐ ． （） ３ 液压马达与负载间的力平衡方程
（） ５
中可以清楚的看到 ， 系统在阶跃信号输入下 ， 最初有一震
ａ ｄ ｇｖ ｓｏ ｔｔｅ ｓｍｕａ ｉｎ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｈ ｏ ｇ ｅｓｍｕ ａ ｉｎ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃｎ ｈ ｙ ｔｍ ｙ ａ ｃ ｓ ｓ ｍ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｉｓ ａｅ ｎ ｉｅ ｕ ｈ ｉ ｌ ｔ ａ ａ ｔｒ ，ｔｒ ｕ ｈ ｔ ｉ ｌ ｔ ｉ ｓ ｅ ｎ ｕ ｎ ｉ ｇ ｔｅ ｓ ｓｅ ｄ ｎ ｍｉ ｙ ｔ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｒ ｏ ｈ ｏ ｃ ｈ ｌ ｅ ｓｃ
作者简介 ： 肖斌有， 硕士研究生， 课题研究方向为流体传动与控制。
收稿 日期 ： １ — １ ２ １ ４— ５ ０
夺 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ － ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 牛 夺 夺 牵 夺 夺 夺 夺 夺 ÷ 夺 ＋ 夺 辛 幸 夺 夺 夺 夺 夺 夺 夺 ÷ 牵 寺 牵 争 夺 孛 牵 寺 牵 夺 夺 夺 夺 夺 夺 夺 ÷ 夺 串 寺 夺
性能。以前一般采用个人编程 的方法来实现系统 的动态
（） ２ 液压马达控制腔的连续流量方程
液压马达进油腔的流量方程为 ：
Ｑ 一Ｃ （ ． ｉ ． Ｐ ）＿ｃ ２ ＝ ＋ （） ２
仿真 ， 但是往往要 花费大量的时间来处理程序本身 的问
题， 并且容易 出错 、 通用性 差。Ｓ ｕｉ ｉ ｌ ｋ的问世给液压系 ｍ ｎ 统的动态仿真和计算提供了强大的工具， Ｓ ｕｉ 环境 在 ｉ ｌｋ ｍ ｎ 中只需利用 鼠标就可以直观的画出系统模型， 然后就可 以 直接进行仿真 ， 并且在仿 真过程 中可以随时更改某些参 数， 以观察其对系统特性影响， 实现了对液压控制 系统 的 智能设计。
．
仿真参数
ｌ ｜ ｌ … Ｌ ５ 臻
ｔ ｊ
８
∞ Ｉ
．
ｊ ｔ
Ｃ． ｉ
ｋ Ｔ Ｌ
８
艟 鼬 蓦冁４
０～ １ ６ ． ６ｘ］ ７ ０ ５ １０ ４ ４ ０ ０ ０ ２ ０ ．７×１ 一 ０ ５ ｏ ０ “ ３ 】１ ．９ ４×１ “ １５ ０ ０一 ６ ８ ２ １×１
图５ 改 变 值 的 仿 真 结 果
・
３ ・ ５
冲击转矩也随之增大 ， 过大的冲击转矩对马达 的使用寿命 和系统的微动特性有负面影响， 因此在设计过程中选择合 适的 ｋ ， 既使马达能满足其驱动所需的转矩同时还使换向 冲击最小。通过仿真分析可知换 向阀流量增益 系数对系
统动态特性影 响大， 而阀芯节流 口的形状及阀开 口面积的
首先建立系统的动态数学模型 ， 其次建立仿 真模型 ， 然后 确定仿真模型中的各参数 ， 最后进行系统的动态仿真。
参考文献
［］ １王惠刚． 计算机仿 真 原理及应 用 ［ ． 沙： Ｍ］长 国防科 技 大学 出版
社 ． ９ １ ４ ９
大小决定着阀流量系数 ， 因此在系统设计过程必须考虑节
●
（ 上接 第 １ ２页）
出等关键技术方法。对环类零件实验证明 ， 基于 Ｕ Ｇ数模
悸 号 ｌｑ
量元囊 下公差．
一 ｌ ￡
上公 ． 差
遗 名 僵 ｌ 幛 义 ｌ
髓 越羞 挎科
的零件实时检测能够有效提高检测效率和测量精度。
参考文献
［］ 国 等 ． 坐标测量机［ ． １张 雄 三 Ｍ］ 天津 ： 天津大学出版社 ， ９ ， １ ９８ ９
。
… … … … 。
了多种多样的功能模块 ， 中有基本系统构成模块 、 其 运算 类模块 、 输入源模块 、 接收模块 以及其他模块。通过这些 模块可以很方便的将 图 ２ 所示方框图转化为如图 ３ 所示 的仿真模型 ， 挖掘机在直线行走工况下的仿真主要参数如
表１ 所示 。
表１
ｋ ｋ Ｂ
液压马达 回油腔的流量方程为 ：
ｃ
ｌ
）ｃ ＿ ＝ ＿ ：Ｑ 唁 （ ｌ ３ ）
其中： １ ３ ｌ＝Ｙ ＋ ｍ ｏ ＶＯ ｌ
Ｖ ＝ Ｖ 一Ｖ Ｏ ２ 舵 ｍ
＝ ｌ ＋ ２
１ 系统动态数学模型
首先 建立挖掘机行 走换 向阀控制马达系统
的简 图如 图 １ 所示 。
Ｑ Ｖ＋ ｓ ｍ（ ＋ Ｐ ＝０告 ｃ－
＝ Ｐ ．＝（ ｓ ＋Ｂｓ ） Ｌ ＋Ｋ Ｏ＋
图。
（ ８ ）
（） ９
根据式 （） （ ） （）可以得 出如 图 ２ ７ 、８ 和 ９ 态仿 真 结果
利用 Ｓ ｕｉ 对液压系统进行动态仿真还可以考察 ｉ ｌｋ ｍ ｎ
ａｍ ｊｒａｔｒ ，ｌｒｓｌ ｏ ａ ｕｉｇ ｉｕｉｋｓ ｕａ ｏ ｙｒｕｉ ｓｓ ｍ ｉｔ ｕ ｙｔ ｙ ａ ｉ ｃａａｔｒ ｔｓ ｆｈ ｆ ｃｖ ａ ｃ ．ｎｅ ｅｕｔ ｓ ｗｔ ｔ ｓ ｍ ｌ ｍ ｔｎｏｈ ｄａｌ ｔ ｓ ｄ ｅｄｎ ｍｃ ｈｒｃ ｉｉ ｅｅ ｅｔ ｅ ｏｆ ｏ ｓ ｈ ｈ ｎ ｓ ｎ ｉｌ ｉ ｆ ｃｙ ｅ ｓｏ ｔ ｈ ｅｓｃｏｔ ｆ ｉ
图２ 马 达 液 压 系统 方 框 图
系统参数对其动态特性的影响 ， 为液压系统设计提供参考 依据 ， 在表 １ 的基础上 ， 改变换 向阀流量增益系数后 的动 态仿真结果如图 ５ 所示 ， 从图 ５中可以看出系统稳定后达 到的转矩随着换向阀流量系数的增大而增大 ， 但换向时的
一 ● Ｉ
式 中： 液压马达的内泄漏系数 ； Ｃ一 。 。 ２ 液压马达进油腔和 回油腔体积 ； 、一 Ｖ
Ｃ （ 一 一 液 压 马达 进 油 腔 泄入 回油 腔 的泄 漏 Ｐ Ｐ） 量；
一
（ ） 的线性 化 流 １阀
量 方程
油液体积弹性 系数 ；
一 液压马达进油腔和 回油腔的泄漏量 ； 液压马达理论排量；
设置输出 名义茏囊
ｌ 雨 丽 舻Ｔ 丽＿ 蕊＿ 舻ｚ 丽 丽 ｔ＇ ＤｍＩ． ９ Ｉ 粥９ Ｏ ｉ ９９ 神． ２ ５
＿
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而 丽 ＿ 矿 可 丽唧 面＿ Ｆ 百 矿 矿 Ｉ ．０ Ｉ ２０ ｌ００ ｌ００ － ２０ ｏ ０ ｏ ０ ｏ ０ ｏ ． ． ．
Ｃｐ、 ，。
一
阀的输出流量方程 ：
Ｑ ｌ＝ｋ ｑ ｘ—ｋ １ ｃ ｐ （） １
图１ 挖 掘机行走换向阀模型
Ｕ 一 液压马达进 回油腔的初始体积； ０ ２ Ｕ 液压马达进回油腔总体积。 ｔ 一
由式 （） ２ 和式（ ）在液压马达进油和 回油两腔初始 ３，
式 中： 一 阀的流量系数 ；
Ｔｈ ｉ ｌ ｔ ｎ ｏ ｃ ｖ ｔ ｒＷ ａｋｎｇ ｔ ｅ Ｄｉｅ ｔｏ ａ ｎ ｒ ｌＶ ｖ ｎ ｒ ｌＭ ｏ ｏ ｅ Ｓ ｍｕ ａｉ ｆＥｘ ａ ａｏ ｌ ｉ ｈ ｒ ｃｉｎ ｌＣｏ ｔ ｏ ｏ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｔｒ
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・
３ ・ ３
挖掘机行走换 向阀控 制马达 系统仿真研 究
肖斌有 ， 胡赞， 熊小勇
（ 贵州大学 机械工程学院 ， 州 贵阳 ５００） 贵 ５０３
摘要 ： 本文以挖掘机行走换向阀控制马达为例建立液压系统的动态模型， 给出了仿真参数 ， 通过仿真讨论 了影响该 系 统动 态系统特性的主要 因素 结果表明， 利用Ｓ ｎｉ 对液压系统进行仿真是研究其动态特性的有效途径。 ｉｌｋ ｎｌ ｎ 关键词： 挖掘机 Ｓ ｕｎ ￣ ｉ ｌｋ ｍｉ 动 态特性 液压系统 中图分类号ｉ ６ 文献标识码： 文章编号： ０ － ８６２ ｌ）４ ＯＢ － ３ ￣５２ Ｂ ｌ ６８ （ｏ１０ 一 ０３ ０ 。 ０ ＿
流 口形状以及换 向的平稳性 。
［］ ２ 蔡廷 文． 压 系统现 代 建模 方法 ［ ． 液 Ｍ］北京 ： 国标 准 出版 社 ， 中
２Ｏ Ｏ２
［］ 长耿 ， 良． ３卢 李金 液压控制 系统 的分 析与设计 ［ ． 京： Ｍ］北 煤炭工
业 出版 社 ． ０ ２ １ ０
４ 结论
从对液压系统进行 动态仿 真的结果 可以看出， 利用 Ｓｍ ｌ ｋ ｉｕｉ 仿真的方法是研究液压系统 动态特性 的有效途 ｎ 径， 具有直观和准确 的优 点。Ｓ ｕｉ ｉ ｌ ｋ仿真的基本步骤 ： ｍ ｎ
ｐ一 液压马达进油腔压力 ； ｋ、 一 阀的流量增益和流量压力系数 ； ｋ ｃ Ｑ一 换向阀通过进出节流口的流量 。
液压系统的动态仿真对改进液压 系统 的设计 ， 提高
液压系统的可靠性有重要的意义 ， 由于液压动力机构是动 态元件 ， 其动态特 ｌ在很大程度上决定着整个液压系统的 生
＝
＋Ｂ
ｄ Ｏ
ｅ
＋ ＋
（） ６
式中： 负载和液压马达内部的总阻尼系数 ； Ｂ一
一
弹 簧负载 刚 度 ：
一
液压马达和负载折算到马达轴上的总惯量 ；
一
负载转矩。
ＫＰ （） ７
图３ 液压马达 系统动 态特性仿真模型 图
式（ ）式（ ） １ 、 ５ 和式（ ） ６ 拉式变换得 ：
ｗａ ｙ－
Ｋｅ ｒ ｓ ｓｃ ｖ ｔｒ ｉ ｌ ｋ ｓ ｌｔ ｎ；ｄ ｎ ｍｉ ｈ ｒｃｅｉ ｉｓ ｙ ｒｕｉ ｙ ｔｍ ｙ ｗｏ ｄ ：ｘ ａ ａｏ ；ｓｍｕｉ ｉ ａｉ ｎ ｍｕ ｏ ｙ ａ ｃｃ ａａ ｔｒ ｔ ；ｈ ｄ ａ ｌ ｓｓｅ ｓｃ ｃ
一
０ 引言
’
阀芯位移量 ；
条件相等的情况下 ， 可求得马达的连续流量方程为 ：
・
３ ４・
Ｑ Ｏ （ｐ 丝 ｐｐ ３ 真果 ｄ去 ｌ ｄ＋（ ： ＝ ＋ ｄ一 ｔ ） ／ 一一 仿结 １
一 ＋
： ｐ一２ （。 Ｐ ）
（） ４
建立仿真模型后就可以开始对液压系统进行动态仿 真。在 Ｓ ｕ ｎ 软件界面上选择 Ｓ ｕ ｔｎ的开始按钮 ， ｉ ｌｋ ｍ ｉ ｉ ｌｉ ｍ ａｏ
２ 仿真模 型
Ｓ ｕｎ ｉ ｌ ｋ提供了友好的图形用户界面（ Ｕ ）模 型由 ｍ ｉ Ｇ Ｉ，
模块组成 的框图来表示 ， 用户建立模型通过简单的单击和 拖动鼠标 的动作来完成 。Ｓｍ ｌ ｋ的模块库为用户提供 ｉｕ ｎ ｉ
一 ｈｉｌ ＝ ３
＼ ｌ
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广＝下＝ ＝ ＝ ＝ 厂＝ ； 厂＝ｆ： ；＝ Ｉ—・ Ｉ 一
［］张方瑞 ， ２ 于鹰宇 ． ＧＮ ２高级 实例教程［ ． Ｕ Ｘ Ｍ］ 北京 ： 工业 出 电子
版 社 ，Ｏ ５ ２Ｏ ・
＿ｉ ｒ 丽雨ｒ 丽面 Ｄ 而
Ｉ 蕊ｒ
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丽一
而 ～ 丽 一 广 ：Ｆ：＝ ；＝
荡， 大约经过 １８ 系统才能完全稳定 ， ．Ｓ 稳定后马达的输出
转矩为 ６× ０Ｎ・ Ｉ １３ １。从这个动态仿真结果 中可以看出系 Ｔ
统动态特ｌ 生的优劣 ， 如还不满足设计要求 ， 则可以改进系 统设计 ， 直到满足设计要求为止。
液压马达的动态力矩平衡方程为：
ｄ０ ２
＝
。
Ａｂ ｔａ ｔ ａ ｉｇｅ ｃ ｖ ｔｒｄｒｃｉｎ ｌｃ ｎｒｌｖｌｅｃｎｒｌ ｔｒｗ ｋ ｆｒｅ ａ ｌ ｓａ ｌ ｈｎ ｙ ｒｕｉ ｙ ｔｍ ｙ ａ ｃｍｏ ｅ ， ｓｒ ｃ ：Ｔ ｋｎ ｘ ａ ａｏ ｉｅｔ ａ ｏ ｔｏ ａｖ ｏ ｔ ｏ ａ ｘ ｍｐｅｅｔｂｉ ｉｇｈ ｄａ ｌ ｓｓｅ ｄ ｎ ｍｉ ｄ ｌ ｏ ｏ ｍｏ ｌ ｏ ｓ ｃ
就可以得到图 ３ 所示仿真模型的结果 ， 如图４所示 ， 图 从
由于 ｐ ，＝
ｐ ：＝
故方程可简化为 ： Ｑ ｄ ，ｄ ｌ １＝ Ｏ＋ ｖ ｐ ＋ｃ ｐ ． （） ３ 液压马达与负载间的力平衡方程
（） ５
中可以清楚的看到 ， 系统在阶跃信号输入下 ， 最初有一震
ａ ｄ ｇｖ ｓｏ ｔｔｅ ｓｍｕａ ｉｎ ｐ ｒ ｍｅｅ ｓ ｈ ｏ ｇ ｅｓｍｕ ａ ｉｎ ｄ ｓ ｕ ｓ ｓ ｔ ｅ ｉｆ ｅ ｃｎ ｈ ｙ ｔｍ ｙ ａ ｃ ｓ ｓ ｍ ｈ ｒ ｃ ｅ ｉ ｉｓ ａｅ ｎ ｉｅ ｕ ｈ ｉ ｌ ｔ ａ ａ ｔｒ ，ｔｒ ｕ ｈ ｔ ｉ ｌ ｔ ｉ ｓ ｅ ｎ ｕ ｎ ｉ ｇ ｔｅ ｓ ｓｅ ｄ ｎ ｍｉ ｙ ｔ ｃ ａ ａ ｔ ｒ ｔ ｒ ｏ ｈ ｏ ｃ ｈ ｌ ｅ ｓｃ
作者简介 ： 肖斌有， 硕士研究生， 课题研究方向为流体传动与控制。
收稿 日期 ： １ — １ ２ １ ４— ５ ０
夺 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ － ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ 牛 夺 夺 牵 夺 夺 夺 夺 夺 ÷ 夺 ＋ 夺 辛 幸 夺 夺 夺 夺 夺 夺 夺 ÷ 牵 寺 牵 争 夺 孛 牵 寺 牵 夺 夺 夺 夺 夺 夺 夺 ÷ 夺 串 寺 夺
性能。以前一般采用个人编程 的方法来实现系统 的动态
（） ２ 液压马达控制腔的连续流量方程
液压马达进油腔的流量方程为 ：
Ｑ 一Ｃ （ ． ｉ ． Ｐ ）＿ｃ ２ ＝ ＋ （） ２
仿真 ， 但是往往要 花费大量的时间来处理程序本身 的问
题， 并且容易 出错 、 通用性 差。Ｓ ｕｉ ｉ ｌ ｋ的问世给液压系 ｍ ｎ 统的动态仿真和计算提供了强大的工具， Ｓ ｕｉ 环境 在 ｉ ｌｋ ｍ ｎ 中只需利用 鼠标就可以直观的画出系统模型， 然后就可 以 直接进行仿真 ， 并且在仿 真过程 中可以随时更改某些参 数， 以观察其对系统特性影响， 实现了对液压控制 系统 的 智能设计。
．
仿真参数
ｌ ｜ ｌ … Ｌ ５ 臻
ｔ ｊ
８
∞ Ｉ
．
ｊ ｔ
Ｃ． ｉ
ｋ Ｔ Ｌ
８
艟 鼬 蓦冁４
０～ １ ６ ． ６ｘ］ ７ ０ ５ １０ ４ ４ ０ ０ ０ ２ ０ ．７×１ 一 ０ ５ ｏ ０ “ ３ 】１ ．９ ４×１ “ １５ ０ ０一 ６ ８ ２ １×１
图５ 改 变 值 的 仿 真 结 果
・
３ ・ ５
冲击转矩也随之增大 ， 过大的冲击转矩对马达 的使用寿命 和系统的微动特性有负面影响， 因此在设计过程中选择合 适的 ｋ ， 既使马达能满足其驱动所需的转矩同时还使换向 冲击最小。通过仿真分析可知换 向阀流量增益 系数对系
统动态特性影 响大， 而阀芯节流 口的形状及阀开 口面积的
首先建立系统的动态数学模型 ， 其次建立仿 真模型 ， 然后 确定仿真模型中的各参数 ， 最后进行系统的动态仿真。
参考文献
［］ １王惠刚． 计算机仿 真 原理及应 用 ［ ． 沙： Ｍ］长 国防科 技 大学 出版
社 ． ９ １ ４ ９
大小决定着阀流量系数 ， 因此在系统设计过程必须考虑节
●
（ 上接 第 １ ２页）
出等关键技术方法。对环类零件实验证明 ， 基于 Ｕ Ｇ数模
悸 号 ｌｑ
量元囊 下公差．
一 ｌ ￡
上公 ． 差
遗 名 僵 ｌ 幛 义 ｌ
髓 越羞 挎科
的零件实时检测能够有效提高检测效率和测量精度。
参考文献
［］ 国 等 ． 坐标测量机［ ． １张 雄 三 Ｍ］ 天津 ： 天津大学出版社 ， ９ ， １ ９８ ９
。
… … … … 。
了多种多样的功能模块 ， 中有基本系统构成模块 、 其 运算 类模块 、 输入源模块 、 接收模块 以及其他模块。通过这些 模块可以很方便的将 图 ２ 所示方框图转化为如图 ３ 所示 的仿真模型 ， 挖掘机在直线行走工况下的仿真主要参数如
表１ 所示 。
表１
ｋ ｋ Ｂ
液压马达 回油腔的流量方程为 ：
ｃ
ｌ
）ｃ ＿ ＝ ＿ ：Ｑ 唁 （ ｌ ３ ）
其中： １ ３ ｌ＝Ｙ ＋ ｍ ｏ ＶＯ ｌ
Ｖ ＝ Ｖ 一Ｖ Ｏ ２ 舵 ｍ
＝ ｌ ＋ ２
１ 系统动态数学模型
首先 建立挖掘机行 走换 向阀控制马达系统
的简 图如 图 １ 所示 。